DE3701364A1 - Fire-tube boiler - Google Patents

Fire-tube boiler

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DE3701364A1
DE3701364A1 DE19873701364 DE3701364A DE3701364A1 DE 3701364 A1 DE3701364 A1 DE 3701364A1 DE 19873701364 DE19873701364 DE 19873701364 DE 3701364 A DE3701364 A DE 3701364A DE 3701364 A1 DE3701364 A1 DE 3701364A1
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Abstract

The proposal is intended to create a fire-tube boiler fired with gas or fuel oil with a low NOx furnace, in which sulphur can also be removed from the flue gases, if necessary. The basic idea of the invention consists in the arrangement of a bank of water tubes within the fire tube and at a small distance upstream of the burner, in which combustion occurs with simultaneous cooling of the flame. In combination with the addition of cold flue gases to the combustion air, the maximum combustion temperature can thus be lowered to a value of about 950@C, greatly reducing the formation of NOx. The form of the water-tube bank and its clear distance from the burner should be chosen depending on the fuel employed. In this way, flame turbulence and rate of combustion can be influenced so as to favour the maintenance of a maximum combustion temperature of about 950@C. In the case of fuels containing sulphur, sulphur scrubbing of the flue gases can be performed by blowing limestone or dolomite dust into the fire tube.

Description

Der gegenständliche Vorschlag betrifft brenngas- oder heizölgefeuerte Flammrohrkessel mit stark reduzierter NOx- Bildung der Feuerung und Entschwefelung der Rauchgase.The proposal in question concerns flame gas or fuel oil-fired flame tube boilers with greatly reduced NO x - formation of the combustion and desulphurization of the flue gases.

Die neuen gesetzlichen Vorschriften (TA-Luft) fordern auch für kleinere Industriedampfkessel (z.B. Flammrohrkes­ sel) einen NOx-Gehalt von weniger als 450 mg/m3 Rauchgas.The new legal regulations (TA-Luft) also require a NO x content of less than 450 mg / m 3 flue gas for smaller industrial steam boilers (eg flame tube boiler).

Dieser Forderung ist bei öl- oder gasgefeuerten Indu­ striedampfkesseln nur schwer zu entsprechen, da diese Brenn­ stoffe hohe Verbrennungstemperaturen aufweisen, welche die Bildung von NOx begünstigen.This requirement is difficult to meet with oil or gas-fired induction steam boilers, since these fuels have high combustion temperatures that favor the formation of NO x .

Man hat bisher zur Senkung der Verbrennungstemperatur die Absaugung von kalten Rauchgasen vom Ende des Kessels und deren Zumischung zur Verbrennungsluft praktiziert. Diese Maßnahme brachte jedoch nur eine teilweise Senkung der NOx- Bildung, da der zugemischte Rauchgasanteil zur Verbrennungs­ luft dadurch begrenzt ist, daß der Sauerstoffanteil des Ver­ brennungsluft/Kaltgasgemisches nicht unter 18% absinken darf, da sich sonst Schwierigkeiten mit der Zündung des Brennstoffes ergeben.So far, the extraction of cold flue gases from the end of the boiler and their admixture to the combustion air have been practiced to lower the combustion temperature. However, this measure only brought about a partial reduction in the NO x formation, since the admixed flue gas component for the combustion air is limited by the fact that the oxygen component of the combustion air / cold gas mixture must not drop below 18%, since this would otherwise cause difficulties with the ignition of the fuel .

Weiters ist es von kohlebeschickten Wirbelschichtfeue­ rungen her bekannt, daß durch die Anordnung von "Tauchheiz­ flächen" in der Brennkammer die Verbrennungstemperatur auf 900-950°C abgesenkt werden kann. Diese Maßnahme bringt eine ausreichende Reduktion der NOx-Bildung bis unter die gesetzlich zugelassene Grenze. Furthermore, it is known from coal-fed fluidized bed stoves that the combustion temperature can be reduced to 900-950 ° C. by the arrangement of “immersion heating surfaces” in the combustion chamber. This measure brings a sufficient reduction in NO x formation below the legally permitted limit.

Schließlich wurde auch eine Feuerung für öl- oder gas­ gefeuerte Flammrohrkessel entwickelt, bei der zur Reduktion der NOx-Bildung während des Betriebes NH3 und Wasser in die Flammengase eingedüst werden. Diese Eindüsung erfolgt im Flammrohr über eine NH3-Lanze, deren Abstand zum Brenner hin lastabhängig und in Abhängigkeit vom gemessenen NOx- Gehalt der Rauchgase verändert wird.Finally, a furnace for oil or gas-fired flame tube boilers was developed, in which NH 3 and water are injected into the flame gases to reduce NO x formation during operation. This injection takes place in the flame tube via an NH 3 lance, the distance to the burner is changed depending on the load and depending on the measured NO x content of the flue gases.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist der erforderliche große Aufwand an Regelgeräten. Auch besteht durch das Ein­ düsen von NH3 die Gefahr chemischer Korrosionen an den Kes­ selwänden. Außerdem wird durch das eingedüste NH3 und Was­ ser der Kesselwirkungsgrad reduziert, da die Verdampfungs­ wärmen dieser beiden Stoffe für die Dampferzeugung im Kes­ sel nicht genützt werden können.A disadvantage of this method is the large amount of control equipment required. There is also a risk of chemical corrosion on the boiler walls through the injection of NH 3 . In addition, the boiler efficiency is reduced by the injected NH 3 and water, since the heat of vaporization of these two substances cannot be used for steam generation in the boiler.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird für öl- und gas­ gefeuerte Flammrohrkessel zur Reduktion der NOx-Bildung ei­ ne Lösung vorgeschlagen, die erfindungsgemäß dadurch gekenn­ zeichnet ist, daß in dem Flammrohr bzw. in jedem Flammrohr vor dem Brenner ein Wasserrohrbündel angeordnet ist, das während des Betriebes von den Flammengasen beaufschlagt wird.To avoid these disadvantages, a solution is proposed for oil and gas-fired flame tube boilers to reduce NO x formation, which is characterized according to the invention in that a water tube bundle is arranged in the flame tube or in each flame tube in front of the burner, which during of the company is exposed to the flame gases.

Die Verbrennung des Brenngases oder Heizöls findet da­ bei zwischen den Rohren des Wasserrohrbündels statt, die einen Teil der Verbrennungswärme aufnehmen und dabei die Verbrennungstemperatur auf einen Wert von ca. 950°C halten. Dadurch wird eine starke Reduktion des NOx-Bildung erreicht, so daß der gesetzlichen Vorschrift entsprochen werden kann.The combustion of the fuel gas or heating oil takes place between the tubes of the water tube bundle, which absorb part of the heat of combustion and keep the combustion temperature at a value of approx. 950 ° C. As a result, the NO x formation is greatly reduced, so that the legal requirement can be met.

Unterstützt wird diese Reduktion der NOx-Bildung noch da­ durch, daß während des Betriebes in an sich bekannter Weise der Verbrennungsluft vor dem(n) Brenner(n) über ein Rück­ führgebläse "kaltes" Rauchgas (mit ca. 200°C) vom Ende des Kessels her zugemischt wird. Dies senkt ebenfalls die Ver­ brennungstemperatur und verzögert den Verbrennungsablauf.This reduction in NO x formation is supported by the fact that, during operation, the combustion air in front of the burner (s) in a manner known per se via a return fan "cold" flue gas (at approx. 200 ° C.) from Is added at the end of the boiler. This also lowers the combustion temperature and delays the combustion process.

Der rückgeführte Anteil an "kaltem" Rauchgas wird da­ bei aber so begrenzt, daß sich keine Schwierigkeiten bei der Zündung des Brenngases oder Heizöls ergeben.The recirculated portion of "cold" flue gas is there but so limited that there are no difficulties with the ignition of the fuel gas or heating oil.

In den Zeichnungen sind sechs Ausführungsformen des Erfindungsvorschlages beispielhaft dargestellt.In the drawings, six embodiments of the Invention proposal presented as an example.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform für kleinere Kessel, bei der das Wasserrohrbündel aus mehreren koaxial angeordneten, schraubenförmigen Rohrwendeln besteht, die einen Zentralkör­ per umschließen, der als Teil des Kesseldruckkörpers ausge­ bildet ist. Fig. 1 shows a first embodiment for smaller boilers, in which the water tube bundle consists of a plurality of coaxially arranged, helical tube coils which enclose a central body which forms part of the boiler pressure body.

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform für kleinere Kessel, bei der das Wasserrohrbündel aus mehreren geraden Rohren be­ steht. Fig. 2 shows a second embodiment for smaller boilers, in which the water tube bundle consists of several straight tubes be.

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform für kleinere Kessel, bei der das Wasserrohrbündel aus mehreren geraden Rohren im Zentralbereich und umschließenden peripheren Rohrwendeln be­ steht. Fig. 3 shows a third embodiment for smaller boilers, in which the water tube bundle consists of several straight tubes in the central area and surrounding peripheral tube coils be.

Fig. 4 eine vierte Ausführungsform für größere Kessel, bei der ein Teil des Verbrennungsluft/Kaltgasgemisches über den Zentralkörper in das umgebende Rohrbündel eingeblasen wird, das innerhalb des Flammrohres vor dem Brenner ange­ ordnet ist. Fig. 4 shows a fourth embodiment for larger boilers, in which a part of the combustion air / cold gas mixture is blown through the central body into the surrounding tube bundle, which is arranged within the flame tube in front of the burner.

Fig. 5 eine fünfte Ausführungsform für größere, mit schwefelhaltigem Brennstoff befeuerte Kessel, bei der zur Verringerung der SO2-Bildung mit einem gasförmigen Träger­ medium Kalk- oder Dolomitstaub über den Zentralkörper in die Flammgase eingeblasen wird. Fig. 5 shows a fifth embodiment for larger, fired with sulfur-containing fuel, in which medium to reduce SO 2 formation with a gaseous carrier lime or dolomite dust is blown into the flame gases via the central body.

Fig. 6 eine sechste Ausführungsform für größere gasge­ feuerte Kessel, bei der ein Teil des Brenngases über den Zentralkörper in das umgebende, vor dem Brenner befindli­ che Rohrbündel eingeblasen und in diesem verbrannt wird. Fig. 6 shows a sixth embodiment for larger gas fired boilers in which a part of the fuel gas is blown through the central body into the surrounding tube bundle in front of the burner and is burned therein.

In Fig. 1 ist in einem vertikalen Längsschnitt eine erste Ausführungsform des Vorschlages für einen Flammrohr­ kessel kleiner Leistung (bis ca. 5 t/h) gezeigt.In Fig. 1, a first embodiment of the proposal for a flame tube boiler low power (up to about 5 t / h) is shown in a vertical longitudinal section.

In dem walzenförmigen Druckkörper 1 des Kessels befin­ det sich das Flammrohr 2, die innere Rauchgaswendekammer 3 und das Rauchrohrbündel 4, das in die äußere Rauchgaswende­ kammer 5 einmündet.In the roller-shaped pressure body 1 of the boiler are the flame tube 2 , the inner flue gas turning chamber 3 and the flue tube bundle 4 , which opens into the outer flue gas turning chamber 5 .

Stirnseitig vor dem Flammrohr 2 ist der Brenner 6 (Gas­ brenner mit Zündbrenner 6′) angeordnet, der an einem Ab­ standsring 7 angeflanscht ist. Letzterer ist an der Stirn­ seite des walzenförmigen Druckkörpers 1 befestigt und um­ schließt die Flammrohrmündung. The front of the flame tube 2 , the burner 6 (gas burner with pilot burner 6 ') is arranged, which is flanged to a stand ring 7 from . The latter is attached to the front side of the roller-shaped pressure body 1 and closes the mouth of the flame tube.

Innerhalb des Flammrohres 2 befindet sich in geringem Ab­ stand vor dem Brenner 6 das Wasserrohrbündel 8, das aus drei koaxialen, schraubenförmigen Rohrwendeln 8′ und einem Zentral­ körper 9 besteht.Within the flame tube 2 is in a little Ab stood in front of the burner 6, the water tube bundle 8 , which consists of three coaxial, helical coils 8 'and a central body 9 .

Die Verbrennung des Brenngases erfolgt innerhalb des Was­ serrohrbündels 8, welches dabei Wärme aufnimmt und die Flammen­ temperatur auf einen Wert von ca. 950°C hält. Dadurch wird die NOx-Bildung in den Rauchgasen stark vermindert.The combustion of the fuel gas takes place within the water tube bundle 8 , which absorbs heat and keeps the flame temperature at a value of approx. 950 ° C. This greatly reduces NO x formation in the flue gases.

Die Rohrwendeln 8′ des Wasserrohrbündels 8 und der zum Kesseldruckkörper gehörende Zentralkörper 9 werden während des Betriebes durch die Umwälzpumpe 10 über das Zulaufrohr 11 und das Ablaufrohr 12 mit Kesselwasser versorgt (gekühlt).The tube coils 8 'of the water tube bundle 8 and the central body 9 belonging to the boiler pressure body are supplied (cooled) with boiler water during operation by the circulating pump 10 via the inlet pipe 11 and the outlet pipe 12 .

Die drei Rohrwendeln 8′ des Wasserrohrbündels 8 sowie der Zentralkörper 9 sind wasserseitig hintereinander geschal­ tet und bilden strömungsmäßig auf der Seite des Kühlmediums ein Einrohrsystem. Dadurch wird die Gefahr instabiler Kühl­ strömungen vermieden.The three coils 8 'of the water tube bundle 8 and the central body 9 are switched on the water side one after the other and form a one-pipe system in terms of flow on the side of the cooling medium. This avoids the risk of unstable cooling flows.

Das Zulaufrohr 11 und das Ablaufrohr 12 des Wasserrohr­ bündels 8 und des Zentralkörpers 9 sind durch den Abstands­ ring 7 hindurchgeführt. Das während des Betriebes im Wasser­ rohrbündel 8 und im Zentralkörper 9 entstehende Dampf/Was­ sergemisch strömt in den Dampfraum des walzenförmigen Druck­ körpers 1 zurück.The inlet pipe 11 and the outlet pipe 12 of the water pipe bundle 8 and the central body 9 are passed through the spacer ring 7 . The during the operation in the water tube bundle 8 and in the central body 9 resulting steam / What sergemisch flows back into the vapor space of the roller-shaped pressure body 1 .

Während des Betriebes wird dem Brenner 6 durch das Frischluftgebläse 13 Verbrennungsluft zugeführt. Dabei wird der Verbrennungsluft vor dem Brenner 6 über ein Rückführge­ bläse 14 vom Kesselende her kaltes Rauchgas (von ca. 200°C) zugemischt. Diese Maßnahme dient ebenfalls der Einhaltung ei­ ner maximalen Verbrennungstemperatur von ca. 950°C. Combustion air is supplied to the burner 6 by the fresh air blower 13 during operation. In this case, the combustion air in front of the burner 6 is blown via a return blower 14 from the boiler end cold flue gas (of about 200 ° C). This measure also serves to maintain a maximum combustion temperature of approx. 950 ° C.

Um die Verbrennungstemperatur der Flamme innerhalb des Wasserrohrbündels 8 über einen großen Lastbereich der Kes­ sel auf einen möglichst konstanten Wert von ca. 950°C zu halten, wird mit abnehmender Kesselleistung das Verhältnis Kaltgasmenge/Brennstoffmenge reduziert. Dies geschieht mit dem Drosselgerät 14′.In order to keep the combustion temperature of the flame within the water tube bundle 8 over a large load range of the boiler to a constant value of approx. 950 ° C., the ratio of cold gas quantity / fuel quantity is reduced with decreasing boiler output. This is done with the throttle device 14 '.

Bei der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungs­ form besteht das Wasserrohrbündel 8 aus mehreren geraden Rohren 8′′, die zur Achse des Flammrohres 2 parallel ange­ ordnet und aus demselben zur Feuerseite hin ausziehbar sind. Dieses Wasserrohrbündel 8 ist entwässerbar.In the second embodiment shown in Fig. 2, the water tube bundle 8 consists of several straight tubes 8 '', which is arranged parallel to the axis of the flame tube 2 and can be pulled out from the same to the fire side. This water tube bundle 8 is dewaterable.

Bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3 besteht das Wasserrohrbündel in seinem zentralen Teil aus geraden Rohren 8′′, die von zwei schraubenförmigen Rohrwendeln 8′ um­ geben sind.In the third embodiment according to FIG. 3, the water tube bundle in its central part consists of straight tubes 8 '', which are given by two helical tube coils 8 '.

In Fig. 4 ist eine vierte Ausführungsform des Erfin­ dungsgegenstandes für größere Kessel dargestellt.In Fig. 4, a fourth embodiment of the inven tion object for larger boilers is shown.

Bei dieser wird ein Teil des Verbrennungsluft/Kaltgas­ gemisches über den Zentralkörper 9′ in das Wasserrohrbündel 8 eingeblasen. Dadurch wird eine Verzögerung des Verbren­ nungsablaufes erreicht und es wird so trotz der größeren Feuerleistung eine Flammentemperatur von ca. 950°C nicht überschritten. In this part of the combustion air / cold gas is blown over the central body 9 'in the water tube bundle 8 mixture. This results in a delay in the combustion process and a flame temperature of approx. 950 ° C is not exceeded despite the greater fire output.

Das Ausblasen des Verbrennungsluft/Kaltgasgemisches aus dem Zentralkörper 9′ erfolgt über Düsen 9 x, die in der peripheren Wand des Zentralkörpers 9′ angeordnet und zwi­ schen die benachbarten Rohre der Rohrwendeln 8′ gerichtet sind.The blowing out of the combustion air / cold gas mixture from the central body 9 'takes place via nozzles 9 x , which are arranged in the peripheral wall of the central body 9 ' and between the adjacent tubes of the coils 8 'are directed.

Der Verbrennungsluft/Kaltgas-Zuführungskanal 15 des Zentralkörpers 9′ ist durch den Abstandsring 7 hindurchge­ führt.The combustion air / cold gas supply duct 15 of the central body 9 'is through the spacer ring 7 leads.

Der Zentralkörper 9′ besteht aus hitzebeständigem Stahl oder Gußeisen. Er kann zwecks besserer Kühlung auch als dop­ pelwandige Konstruktion (Doppelrohrkonstruktion) ausgebil­ det und während des Betriebes von Kesselwasser durchströmt sein.The central body 9 'consists of heat-resistant steel or cast iron. For better cooling, it can also be constructed as a double-walled construction (double pipe construction) and flowed through by boiler water during operation.

Die fünfte Ausführungsform gemäß Fig. 5 wird für Kes­ sel vorgeschlagen, die mit schwefelhaltigen Brennstoffen befeuert werden.The fifth embodiment shown in FIG. 5 is proposed for Kes sel-fired with sulfur-containing fuels.

Hier wird mittels eines gasförmigen Trägermediums (kon­ kret mittels eines Teilstroms des Verbrennungsluft/Kaltgas­ gemisches) Kalk- oder Dolomitstaub über den Zentralkörper 9′ in die Flammengase eingeblasen. Dies geschieht vorzugsweise hinter dem Wasserrohrbündel 8.Here, lime or dolomite dust is blown into the flame gases via the central body 9 'by means of a gaseous carrier medium (concretely by means of a partial flow of the combustion air / cold gas mixture). This is preferably done behind the water tube bundle 8 .

Durch diese Einblasung von Kalk- oder Dolomitstaub wird das in den Flammengasen enthaltene SO2 in Gips verwandelt und dadurch - neben der NOx-Minderung - in einfacher Weise eine Entschwefelung der Rauchgase erreicht.This injection of lime or dolomite dust converts the SO 2 contained in the flame gases into gypsum and - in addition to the NO x reduction - a desulfurization of the flue gases is achieved in a simple manner.

Der Kalk- oder Dolomitstaub wird über das Zellrad 15′ in die Verbrennungsluft/Kaltgas-Zuführungsleitung 15 zum Zen­ tralkörper 9′ eingeschleust. The lime or dolomite dust is introduced via the cellular wheel 15 'into the combustion air / cold gas supply line 15 to the central body 9 '.

Der Gipsstaub ist hinter dem Kessel in einem Filter aus den Rauchgasen zu entfernen.The gypsum dust is out in a filter behind the boiler to remove the smoke gases.

Bei der Ausführungsform 6 wird während des Betriebes ein Teil des Brenngases über den Zentralkörper 9′′ in das um­ gebende Wasserrohrbündel 8 eingeblasen, wodurch bei größeren Kesseln ebenfalls eine Verzögerung der Verbrennung und da­ durch eine maximale Verbrennungstemperatur von ca. 950°C erreicht wird.In the embodiment 6 , a part of the fuel gas is blown through the central body 9 '' into the surrounding water tube bundle 8 during operation, which also causes a delay in the combustion of larger boilers and since a maximum combustion temperature of approximately 950 ° C is achieved.

Der Vorteil dieser Lösung gegenüber der vierten Aus­ führungsform besteht darin, daß der erste Teil der Verbren­ nung - vor dem Brenner 6 - bei größerem Luftüberschuß er­ folgt und die unerwünschte Bildung von CO dadurch stark ver­ ringert wird.The advantage of this solution over the fourth imple mentation form is that the first part of the combustion - before the burner 6 - it follows with a larger excess of air and the undesirable formation of CO is thereby greatly reduced.

Die sechste Ausführungsform ist nur für gasförmige Brennstoffe anwendbar.The sixth embodiment is for gaseous only Fuels applicable.

Die Brenngas-Zuführungsleitung 16 zum Zentralkörper 9′′ - die vom Brenner 6 abzweigt - ist durch den Abstandsring 7 hindurchgeführt.The fuel gas supply line 16 to the central body 9 '' - which branches off from the burner 6 - is passed through the spacer ring 7 .

Die Düsen 9 x sind wieder zwischen die benachbarten Roh­ re der Rohrwendeln 8′ gerichtet.The nozzles 9 x are again directed between the adjacent raw re of the coils 8 '.

Auch bei dieser sechsten Ausführungsform kann der Zen­ tralkörper 9′′ als doppelwandige Konstruktion (Doppelrohr­ konstruktion) ausgeführt sein, die mittels Kesselwasser ge­ kühlt ist. Also in this sixth embodiment, the Zen tralkkörper 9 '' can be designed as a double-walled construction (double pipe construction), which is cooled by means of boiler water ge.

Wesentlich für das einwandfreie Funktionieren der vor­ geschlagenen NOx-armen Feuerung ist die richtige Bemessung des lichten Abstandes zwischen Brenner 6 und Wasserrohrbün­ del 8, sowie die richtige Gestaltung des Wasserrohrbündels 8 im Blick auf den verwendeten Brennstoff.The correct dimensioning of the clear distance between burner 6 and water pipe bundle 8 , as well as the correct design of the water pipe bundle 8 with regard to the fuel used, is essential for the proper functioning of the fired low-NO x furnace.

Bei Brenngasen mit hohem Heizwert (z.B. Erdgas) ist der lichte Abstand zwischen Brenner 6 und Wasserrohrbündel 8 klein zu wählen. Das Wasserrohrbündel 8 ist zweckmäßig aus geraden Rohren 8′′ zu bilden, da diese in den Flammen­ gasen nur eine geringe Turbulenz erzeugen, wodurch der Ver­ brennungsvorgang in die Länge gezogen wird, was die Einhal­ tung der Verbrennungstemperatur von ca. 950°C erleichtert. Es ist ein großes Wasserrohrbündel 8 zu wählen, das durch ausreichende Wärmeaufnahme die Einhaltung der Grenztempera­ tur von 950°C gewährleistet.In the case of fuel gases with a high calorific value (for example natural gas), the clear distance between burner 6 and water tube bundle 8 should be chosen small. The water tube bundle 8 is expedient to form straight tubes 8 '', since these produce only a small amount of turbulence in the flames, causing the combustion process to be drawn out in length, which makes it easier to maintain the combustion temperature of approx. 950 ° C. A large water tube bundle 8 must be selected, which ensures compliance with the limit temperature of 950 ° C by sufficient heat absorption.

Bei Brenngasen mit niederem Heizwert (z.B. Schwachga­ sen) ist der lichte Abstand zwischen Brenner 6 und Wasser­ rohrbündel 8 groß zu wählen. Das Wasserrohrbündel 8 ist vorteilhaft aus schraubenförmigen Rohrwendeln 8′ zu bilden, die in den Flammengasen eine starke Turbulenz erzeugen und dadurch den Verbrennungsablauf intensivieren. Die wärmeauf­ nehmende Oberfläche des Wasserrohrbündels 8 kann klein be­ messen sein.For fuel gases with a low calorific value (eg Schwachga sen), the clear distance between burner 6 and water tube bundle 8 should be chosen large. The water tube bundle 8 is advantageously formed from helical coils 8 ', which generate strong turbulence in the flame gases and thereby intensify the combustion process. The heat-absorbing surface of the water tube bundle 8 can be small be measured.

Bei flüssigen Brennstoffen wird zweckmäßig ein aus ge­ raden Rohren 8′′ bestehendes Wasserrohrbündel 8 angeordnet, um die Ablagerung von Brennstoffresten an den Rohren nied­ rig zu halten.In the case of liquid fuels, a straight tube 8 '' existing water tube bundle 8 is advantageously arranged in order to keep the deposit of fuel residues on the tubes low rig.

Bei Einsatz dieser flüssigen Brennstoffe - besonders bei der Verbrennung von Schweröl - sind für die Reinigung des Wasserrohrbündels 8 in dessen Bereich preßluft- oder dampfbeaufschlagte Reinigungsdüsen anzuordnen, die in das Bündel 8 gerichtet sind. Diese Reinigungsdüsen können auch am Zentralkörper 8 angebracht sein, wobei dann die Zufuhr der Preßluft bzw. des Reinigungsdampfes über den Zentral­ körper 9′, 9′′ erfolgt.When these liquid fuels - particularly in the combustion of heavy fuel oil - water tube bundle 8 in the region of which are to be arranged compressed air or dampfbeaufschlagte cleaning nozzles for cleaning, which are directed in the bundle. 8 These cleaning nozzles can also be attached to the central body 8 , in which case the compressed air or cleaning steam is then supplied via the central body 9 ', 9 ''.

Für die Rohre 8′, 8′′ des Wasserrohrbündels 8 ist ein Stahl mit höherer Temperaturfestigkeit (z.B. 15 Mo 3) zu wählen, um die Gefahr von Rohrreißern auszuschließen. Dies gilt besonders beim Einsatz von hochwertigen Brennstoffen (z.B. Erdgas, Leichtöl).For the pipes 8 ', 8 ''of the water pipe bundle 8 , a steel with a higher temperature resistance (for example 15 Mo 3) should be selected in order to exclude the risk of pipe tears. This applies particularly when using high-quality fuels (e.g. natural gas, light oil).

Die vorgeschlagene Lösung zeichnet sich vor allem durch einen sehr geringen Aufwand an Regelgeräten aus und ermög­ licht dadurch eine einfache und störungsfreie Betriebsfüh­ rung des Kessels. Es besteht auch keine Gefahr von chemi­ schen Korrosionen (NH3-Korrosionen).The proposed solution is characterized above all by a very low outlay on control devices and thereby enables simple and trouble-free operation of the boiler. There is also no risk of chemical corrosion (NH 3 corrosion).

Flammrohrkessel, die bereits in Betrieb sind, können mit verhältnismäßig geringem Aufwand auf diese NOx-arme Feuerung umgestellt werden.Flammrohrkessel that are already in operation, can be converted at relatively low cost in this low NOx combustion.

Durch den breitgefächerten Einsatz der neuen Feuerung ist eine erhebliche Schadstoffentlastung der Umwelt zu er­ reichen.Thanks to the wide range of use of the new furnace is a significant pollution relief to the environment pass.

Claims (20)

1. Flammrohrkessel für die Befeuerung mit Brenngas oder Heizöl, bestehend aus einem walzenförmigen Druckkörper mit einem oder zwei Flammrohren und mehreren Rauchrohr­ bündeln, sowie mehreren Rauchgaswendekammern, dadurch gekennzeichnet, daß in dem bzw. in jedem Flammrohr (2) vor dem Brenner (6) wenigstens ein Wasserrohrbündel (8) angeordnet ist, das während des Betriebes von den Flam­ mengasen beaufschlagt ist.1. bundle flame tube boiler for firing with fuel gas or heating oil, consisting of a roller-shaped pressure body with one or two flame tubes and several smoke tube, as well as several flue gas turning chambers, characterized in that in or in each flame tube ( 2 ) in front of the burner ( 6 ) at least one water tube bundle ( 8 ) is arranged, which is exposed to flammable gases during operation. 2. Flammrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Wasserrohrbündel (8) über wenigstens ein Zulaufrohr (11) und ein Ablaufrohr (i 2) sowie über eine oder mehrere Umwälzpumpen (10) während des Betriebes mit Kesselwasser versorgt wird.2. Flame tube boiler according to claim 1, characterized in that the water tube bundle ( 8 ) via at least one inlet pipe ( 11 ) and a drain pipe ( i 2 ) and one or more circulation pumps ( 10 ) is supplied with boiler water during operation. 3. Flammrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Wasserrohrbündel (8) in an sich bekannter Weise aus mehreren, vorzugsweise koaxial angeordneten, schraubenförmigen Rohrwendeln (8′) besteht.3. Flame tube boiler according to claim 1, characterized in that the water tube bundle ( 8 ) in a manner known per se from several, preferably coaxially arranged, helical tube coils ( 8 '). 4. Flammrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Wasserrohrbündel (8) aus mehreren, geraden Rohren (8′′) besteht, die zur Achse des Flammrohres (2) parallel oder annähernd parallel angeordnet sind und die gegebenenfalls auch von einer oder mehreren schrau­ benförmigen Rohrwendeln (8′) umgeben sein können.4. Flame tube boiler according to claim 1, characterized in that the water tube bundle ( 8 ) consists of several straight tubes ( 8 '') which are arranged parallel or approximately parallel to the axis of the flame tube ( 2 ) and which may also be one or several screw ben-shaped coils ( 8 ') can be surrounded. 5. Flammrohrkessel nach Anspruch 1 und 3 bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwendeln (8′) oder die ge­ raden Rohre (8′′) des Wasserrohrbündels (8) wassersei­ tig hintereinander geschaltet sind und strömungsmäßig auf der Seite des Kühlmediums ein Einrohrsystem bilden. 5. Flame tube boiler according to claim 1 and 3 or 4, characterized in that the coils ( 8 ') or the straight pipes ( 8 '') of the water tube bundle ( 8 ) are connected in series and have a flow on the side of the cooling medium Form a single pipe system. 6. Flammrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasserrohrbündel (8) wenigstens ein Zentralkör­ per (9) angeordnet ist, der gegebenenfalls auch als Teil des Kesseldruckkörpers ausgebildet sein kann.6. Flame tube boiler according to claim 1, characterized in that in the water tube bundle ( 8 ) at least one central body is arranged by ( 9 ), which can optionally also be formed as part of the boiler pressure body. 7. Flammrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite des Kessels vor dem bzw. vor jedem Flammrohr (2) wenigstens ein Abstandsring (7) angeordnet ist, durch den die Zu- und Ablaufrohre (11, 12) des Was­ serrohrbündels (8) hindurchgeführt sind.7. flame tube boiler according to claim 1, characterized in that at the end of the boiler before or in front of each flame tube ( 2 ) at least one spacer ring ( 7 ) is arranged through which the inlet and outlet pipes ( 11 , 12 ) of the water tube bundle ( 8 ) are passed through. 8. Flammrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Abstandsring (7) auf der dem Kessel abge­ wandten Seite ein Brenner (6) angeflanscht ist.8. Flame tube boiler according to claim 1, characterized in that a burner ( 6 ) is flanged to each spacer ring ( 7 ) on the side facing the boiler. 9. Flammrohrkessel nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während des Betriebes ein Teil der Ver­ brennungsluft bzw. ein Teil des Verbrennungsluft/Kalt­ gasgemisches über den Zentralkörper (9′) in das Flamm­ rohr (2) eingeblasen wird.9. Flame tube boiler according to claim 1 and 6, characterized in that part of the combustion air or a part of the combustion air / cold gas mixture is blown through the central body ( 9 ') into the flame tube ( 2 ) during operation. 10. Flammrohrkessel nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während des Betriebes ein Teil des Brenn­ gases über den Zentralkörper (9′′) in das Flammrohr (2) eingeblasen wird.10. Flame tube boiler according to claim 1 and 6, characterized in that a part of the combustion gas is blown into the flame tube ( 2 ) via the central body ( 9 '') during operation. 11. Flammrohrkessel nach Anspruch 1 und 9 bzw. 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der peripheren Wand des Zentral­ körpers (9′, 9′′) Düsen (9 x) für die Zuführung eines Teiles der Verbrennungsluft bzw. eines Teiles des Ver­ brennungsluft/Kaltgasgemisches oder eines Teiles des Brenngases angeordnet sind. 11. Flame tube boiler according to claim 1 and 9 or 10, characterized in that on the peripheral wall of the central body ( 9 ', 9 '') nozzles ( 9 x ) for supplying part of the combustion air or part of the combustion air Ver / Cold gas mixture or part of the fuel gas are arranged. 12. Flammrohrkessel nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Düsen (9 x) zwischen die benachbarten Rohre der Rohrwendeln (8′) bzw. zwischen die benachbar­ ten Geradrohre (8′′) des Wasserrohrbündels (8) gerichtet sind.12. Flame tube boiler according to claim 1 and 11, characterized in that the nozzles ( 9 x ) between the adjacent tubes of the coils ( 8 ') or between the adjacent straight tubes ( 8 '') of the water tube bundle ( 8 ) are directed. 13. Flammrohrkessel nach Anspruch 1 und 9 bzw. 10, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Abstandsring (7) die Ver­ brennungsluft/Kaltgas-Zuführungsleitung (15) oder die Brenngas-Zuführungsleitung (16) des Zentralkörpers (9′, 9′′) hindurchgeführt ist.13. Flame tube boiler according to claim 1 and 9 or 10, characterized in that through the spacer ring ( 7 ) the Ver combustion air / cold gas supply line ( 15 ) or the fuel gas supply line ( 16 ) of the central body ( 9 ', 9 '') is passed through. 14. Flammrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebes durch den Zentralkörper (9′) des Wasserrohrbündels (8) ein gasförmiges Trägermedium mit Kalk- und/oder Dolomitstaub in die Verbrennungs­ gase eingeblasen wird.14. Flame tube boiler according to claim 1, characterized in that a gaseous carrier medium with lime and / or dolomite dust is blown into the combustion gases during operation through the central body ( 9 ') of the water tube bundle ( 8 ). 15. Flammrohrkessel nach Anspruch 1 und 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das gasförmige Trägermedium mit Kalk- und/ oder Dolomitstaub hinter dem Wasserrohrbündel (8) in die Verbrennungsgase eingeblasen wird.15. Flame tube boiler according to claim 1 and 14, characterized in that the gaseous carrier medium with lime and / or dolomite dust behind the water tube bundle ( 8 ) is blown into the combustion gases. 16. Flammrohrkessel nach Anspruch 1 und 9 bzw. 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkörper (9′, 9′′) als dop­ pelwandige Konstruktion (Doppelrohrkonstruktion) aus­ gebildet ist und während des Betriebes von Kesselwasser durchströmt ist.16. Flame tube boiler according to claim 1 and 9 or 10, characterized in that the central body ( 9 ', 9 '') is formed as a double pelwandige construction (double tube construction) and is flowed through during the operation of boiler water. 17. Flammrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebes in an sich bekannter Weise der Verbrennungsluft vor dem Brenner (6) über ein Rückführ­ gebläse (14) kaltes Rauchgas vom Ende des Kessels her zugemischt wird. 17. Flame tube boiler according to claim 1, characterized in that cold flue gas is mixed in from the end of the boiler during operation in a manner known per se to the combustion air upstream of the burner ( 6 ) via a recirculation fan ( 14 ). 18. Verfahren zum Betrieb eines Flammrohrkessels nach An­ spruch 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß mit ab­ nehmender Kesselleistung das Verhältnis Kaltgasmenge/ Brennstoffmenge reduziert wird.18. Method for operating a flame tube boiler according to An saying 1 and 17, characterized in that with ab increasing boiler output the ratio of cold gas quantity / The amount of fuel is reduced. 19. Flammrohrkessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im Bereich des Wasserrohrbündels (8) mehrere preßluft- oder dampfbeaufschlagte Reinigungsdüsen an­ geordnet sind, die in das Bündel (8) gerichtet sind.19. fire-tube boiler according to claim 1, characterized net gekennzeich that a plurality of compressed-air or dampfbeaufschlagte cleaning nozzles are ordered in the region of the water tube bundle (8) which are directed into the bundle (8). 20. Flammrohrkessel nach Anspruch 1 und 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reinigungsdüsen am Zentralkörper (9′, 9′′) angebracht sind und die Zufuhr der Preßluft bzw. des Reinigungsdampfes vorzugsweise über den Zentral­ körper (9′, 9′′) erfolgt.20. fire-tube boiler according to claim 1 and 19, characterized in that the cleaning nozzles ( ', 9' 9 ') mounted on the central body and the supply of compressed air and the cleaning vapor, preferably via the central body (9', 9 '') he follows.
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